CN107403537A - 一种用于桥梁形变监测的人工智能预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，包括电源模块、变压器、稳压器、桥梁形变监测分析单元、监控中心服务器、远程监控终端以及桥梁维修服务器，所述电源模块的输出端通过变压器与稳压器的输入端连接，且稳压器的输出端与桥梁形变监测分析单元的输入端连接。该用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，可对传输信息进行隔离，便于信号发射器对数据进行远程传输工作，其还可避免桥梁形变监测分析单元内各个数据检测模块由于电压不稳定而导致检测出现误差的现象，从而可降低整个系统误报警的概率；其次，在桥梁某处或多处出现形变时，可自动完成现场报警以及远程报警，减轻了工作人员的工作压力。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁形变监测技术领域，具体为一种用于桥梁形变监测的人工智能预警系统。
背景技术
人工智能是一门极富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识，心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的，其可应用于桥梁形变监测系统。
然而，传统的桥梁形变监测系统，不能更好的对数据进行远程传输工作，不可降低整个系统误报警的概率；其次，传统的桥梁形变监测系统，在桥梁某处或多处出现形变时，可自动完成现场报警以及远程报警，从而使得相关工作人员及时知晓相关信息并及时采取相对应的维修方案，减轻了工作人员的工作压力。为此，我们提出一种用于桥梁形变监测的人工智能预警系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，以解决上述背景技术中提出传统的桥梁形变监测系统，不能更好的对数据进行远程传输工作，不可降低整个系统误报警的概率；其次，传统的桥梁形变监测系统，在桥梁某处或多处出现形变时，可自动完成现场报警以及远程报警，从而使得相关工作人员及时知晓相关信息并及时采取相对应的维修方案，减轻了工作人员的工作压力的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，包括电源模块、变压器、稳压器、桥梁形变监测分析单元、监控中心服务器、远程监控终端以及桥梁维修服务器，所述电源模块的输出端通过变压器与稳压器的输入端连接，且稳压器的输出端与桥梁形变监测分析单元的输入端连接。
所述桥梁形变监测分析单元包括桥梁形变数据采集单元、信号滤波器、A/D转换器、隔离变速器、信号发射器、中央控制器、存储模块、声光报警器以及无线路由器。
所述桥梁形变数据采集单元的输出端通过信号滤波器与A/D转换器的输入端连接，且A/D转换器的输出端与隔离变速器的输入端连接，且隔离变速器的输出端与信号发射器的输入端连接。
所述A/D转换器的输出端还与中央控制器的输入端连接，且中央控制器通过无线路由器与远程监控终端双向信号连接，该中央控制器还与存储模块双向连接，且中央控制器的输出端与声光报警器的输入端连接。
所述监控中心服务器包括信号接收器、NI控制器、PC机、数据存储器、显示模块、蜂鸣报警器以及网络通信模块。
所述信号接收器的输入端与信号发射器的输出端连接，。且信号接收器的输出端与NI控制器的输入端连接，该NI控制器的输出端与PC机的输入端连接，且PC机与数据存储器双向连接，该PC机的两个输出端分别与显示模块以及蜂鸣报警器的输入端连接，且PC机通过网络通信模块与桥梁维修服务器双向信号连接。
优选的，所述桥梁形变数据采集单元包括安装在桥梁桥面各位置的压差式变形测量传感器、安装在桥墩和桥塔各处的固定测斜仪、安装在桥台和桥梁上伸缩缝处的位移计以及安装在桥梁、桥身和桥墩表面的表面式应变计，且压差式变形测量传感器、固定测斜仪、位移计以及表面式应变计的输出端均与信号滤波器的输入端连接。
优选的，所述存储模块采用型号为ZLKCFM100的数据存储器，数据存储器采用型号为MT46V8M16TG-75的双倍数据速率RAM存储器。
优选的，所述信号发射器采用GPRS信号发射器，信号接收器采用GPRS信号接收器，网络通信模块采用4G网络通信模块。
优选的，所述NI控制器采用的型号为NI-9074，显示模块采用数字显示器。
优选的，所述远程监控终端采用可接入无线网络的智能手机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(一)、该用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，通过变压器对电源模块的输出电力进行变压，再通过稳压器对变压器变压后的输出电力进行稳压，经过变压和稳压后的输出电，可更好的为桥梁形变监测分析单元内各个用电器执行电力供应，可避免桥梁形变监测分析单元内各个数据检测模块由于电压不稳定而导致检测出现误差的现象，从而可降低整个系统误报警的概率。
(二)、该用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，通过隔离变送器可对A/D转换器发送的数据信息进行信号调理，将传输信息进行隔离，便于信号发射器对数据进行远程传输工作。
(三)、该用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，在桥梁某处或多处出现形变时，可通过声光报警器进行现场报警，亦可通过无线路由器进行远程报警，从而使得相关工作人员及时知晓相关信息并及时采取相对应的维修方案，减轻了工作人员的工作压力。
(四)、该用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，通过NI控制器可对接收的数据进行预处理包括数据筛选、数据过滤以及数据整合，可减少PC机的工作量，降低PC机的工作压力。
(五)、该用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，可使在监控中心服务器内的工作人员观看显示模块上显示的各项数据，在PC机判断结果为所接收的数据不合格时，可自动驱使蜂鸣报警器发出警报，也可自动通过网络通信模块将相关信息及时通知给桥梁维修服务器内的专业维修人员，便于及时采取相对应的维修方案，符合用户的使用需求。
综上所述：该用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，可对传输信息进行隔离，便于信号发射器对数据进行远程传输工作，其还可避免桥梁形变监测分析单元内各个数据检测模块由于电压不稳定而导致检测出现误差的现象，从而可降低整个系统误报警的概率；其次，该用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，在桥梁某处或多处出现形变时，可自动完成现场报警以及远程报警，从而使得相关工作人员及时知晓相关信息并及时采取相对应的维修方案，减轻了工作人员的工作压力；且其可自动驱使监控中心服务器内蜂鸣报警器发出警报，也可自动通过网络通信模块将相关信息及时通知给桥梁维修服务器内的专业维修人员，便于及时采取相对应的维修方案，符合用户的使用需求。
附图说明
图1为本发明系统原理示意图。
图中：10电源模块、20变压器、30稳压器、40桥梁形变监测分析单元、401桥梁形变数据采集单元、4011压差式变形测量传感器、4012固定测斜仪、4013位移计、4014表面式应变计、402信号滤波器、403A/D转换器、404隔离变速器、405信号发射器、406中央控制器、407存储模块、408声光报警器、409无线路由器、50监控中心服务器、501信号接收器、502NI控制器、503PC机、504数据存储器、505显示模块、506蜂鸣报警器、507网络通信模块、60远程监控终端、70桥梁维修服务器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，包括电源模块(10)、变压器(20)、稳压器(30)、桥梁形变监测分析单元(40)、监控中心服务器(50)、远程监控终端(60)以及桥梁维修服务器(70)，电源模块(10)的输出端通过变压器(20)与稳压器(30)的输入端连接，且稳压器(30)的输出端与桥梁形变监测分析单元(40)的输入端连接。
本发明中：电源模块(10)可采用铝电池或者市电电网，优选铝电池。
桥梁形变监测分析单元(40)包括桥梁形变数据采集单元(401)、信号滤波器(402)、A/D转换器(403)、隔离变速器(404)、信号发射器(405)、中央控制器(406)、存储模块(407)、声光报警器(408)以及无线路由器(409)。
桥梁形变数据采集单元(401)的输出端通过信号滤波器(402)与A/D转换器(403)的输入端连接，且A/D转换器(403)的输出端与隔离变速器(404)的输入端连接，且隔离变速器(404)的输出端与信号发射器(405)的输入端连接。
A/D转换器(403)的输出端还与中央控制器(406)的输入端连接，且中央控制器(406)通过无线路由器(409)与远程监控终端(60)双向信号连接，该中央控制器(406)还与存储模块(407)双向连接，且中央控制器(406)的输出端与声光报警器(408)的输入端连接。
监控中心服务器(50)包括信号接收器(501)、NI控制器(502)、PC机(503)、数据存储器(504)、显示模块(505)、蜂鸣报警器(506)以及网络通信模块(507)。
信号接收器(501)的输入端与信号发射器(405)的输出端连接，。且信号接收器(501)的输出端与NI控制器(502)的输入端连接，该NI控制器(502)的输出端与PC机(503)的输入端连接，且PC机(503)与数据存储器(504)双向连接，该PC机(503)的两个输出端分别与显示模块(505)以及蜂鸣报警器(506)的输入端连接，且PC机(503)通过网络通信模块(507)与桥梁维修服务器(70)双向信号连接。
本发明中：桥梁形变数据采集单元(401)包括安装在桥梁桥面各位置的压差式变形测量传感器(4011)、安装在桥墩和桥塔各处的固定测斜仪(4012)、安装在桥台和桥梁上伸缩缝处的位移计(4013)以及安装在桥梁、桥身和桥墩表面的表面式应变计(4014)，且压差式变形测量传感器(4011)、固定测斜仪(4012)、位移计(4013)以及表面式应变计(4014)的输出端均与信号滤波器(402)的输入端连接。
本发明中：压差式变形测量传感器(4011)用于测定桥梁桥面各个位置的挠度，固定测斜仪(4012)用于测定桥墩和桥塔的倾斜度，位移计(4013)用于测定桥台和桥梁上伸缩缝处的形变，表面式应变计(4014)用于测定梁身、桥塔和桥墩的表面应变。
本发明中：存储模块(407)采用型号为ZLKCFM100的数据存储器，数据存储器(504)采用型号为MT46V8M16TG-75的双倍数据速率RAM存储器。
本发明中：信号发射器(405)采用GPRS信号发射器，信号接收器(501)采用GPRS信号接收器，网络通信模块(507)采用4G网络通信模块。
本发明中：NI控制器(502)采用的型号为NI-9074，显示模块(505)采用数字显示器。
本发明中：远程监控终端(60)采用可接入无线网络的智能手机。
本发明的有益效果是：
(一)、该用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，通过变压器(20)对电源模块(10)的输出电力进行变压，再通过稳压器(30)对变压器(20)变压后的输出电力进行稳压，经过变压和稳压后的输出电，可更好的为桥梁形变监测分析单元(40)内各个用电器执行电力供应，可避免桥梁形变监测分析单元(40)内各个数据检测模块由于电压不稳定而导致检测出现误差的现象，从而可降低整个系统误报警的概率。
(二)、该用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，通过隔离变送器(404)可对A/D转换器(403)发送的数据信息进行信号调理，将传输信息进行隔离，便于信号发射器(405)对数据进行远程传输工作。
(三)、该用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，在桥梁某处或多处出现形变时，可通过声光报警器(408)进行现场报警，亦可通过无线路由器(409)进行远程报警，从而使得相关工作人员及时知晓相关信息并及时采取相对应的维修方案，减轻了工作人员的工作压力。
(四)、该用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，通过NI控制器(502)可对接收的数据进行预处理包括数据筛选、数据过滤以及数据整合，可减少PC机(503)的工作量，降低PC机(503)的工作压力。
(五)、该用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，可使在监控中心服务器(50)内的工作人员观看显示模块(505)上显示的各项数据，在PC机(503)判断结果为所接收的数据不合格时，可自动驱使蜂鸣报警器(506)发出警报，也可自动通过网络通信模块(507)将相关信息及时通知给桥梁维修服务器(70)内的专业维修人员，便于及时采取相对应的维修方案，符合用户的使用需求。
综上所述：该用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，可对传输信息进行隔离，便于信号发射器(405)对数据进行远程传输工作，其还可避免桥梁形变监测分析单元(40)内各个数据检测模块由于电压不稳定而导致检测出现误差的现象，从而可降低整个系统误报警的概率；其次，该用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，在桥梁某处或多处出现形变时，可自动完成现场报警以及远程报警，从而使得相关工作人员及时知晓相关信息并及时采取相对应的维修方案，减轻了工作人员的工作压力；且其可自动驱使监控中心服务器(50)内蜂鸣报警器(506)发出警报，也可自动通过网络通信模块(507)将相关信息及时通知给桥梁维修服务器(70)内的专业维修人员，便于及时采取相对应的维修方案，符合用户的使用需求。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，包括电源模块(10)、变压器(20)、稳压器(30)、桥梁形变监测分析单元(40)、监控中心服务器(50)、远程监控终端(60)以及桥梁维修服务器(70)，其特征在于：所述电源模块(10)的输出端通过变压器(20)与稳压器(30)的输入端连接，且稳压器(30)的输出端与桥梁形变监测分析单元(40)的输入端连接；
所述桥梁形变监测分析单元(40)包括桥梁形变数据采集单元(401)、信号滤波器(402)、A/D转换器(403)、隔离变速器(404)、信号发射器(405)、中央控制器(406)、存储模块(407)、声光报警器(408)以及无线路由器(409)；
所述桥梁形变数据采集单元(401)的输出端通过信号滤波器(402)与A/D转换器(403)的输入端连接，且A/D转换器(403)的输出端与隔离变速器(404)的输入端连接，且隔离变速器(404)的输出端与信号发射器(405)的输入端连接；
所述A/D转换器(403)的输出端还与中央控制器(406)的输入端连接，且中央控制器(406)通过无线路由器(409)与远程监控终端(60)双向信号连接，该中央控制器(406)还与存储模块(407)双向连接，且中央控制器(406)的输出端与声光报警器(408)的输入端连接；
所述监控中心服务器(50)包括信号接收器(501)、NI控制器(502)、PC机(503)、数据存储器(504)、显示模块(505)、蜂鸣报警器(506)以及网络通信模块(507)；
所述信号接收器(501)的输入端与信号发射器(405)的输出端连接，。且信号接收器(501)的输出端与NI控制器(502)的输入端连接，该NI控制器(502)的输出端与PC机(503)的输入端连接，且PC机(503)与数据存储器(504)双向连接，该PC机(503)的两个输出端分别与显示模块(505)以及蜂鸣报警器(506)的输入端连接，且PC机(503)通过网络通信模块(507)与桥梁维修服务器(70)双向信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，其特征在于：所述桥梁形变数据采集单元(401)包括安装在桥梁桥面各位置的压差式变形测量传感器(4011)、安装在桥墩和桥塔各处的固定测斜仪(4012)、安装在桥台和桥梁上伸缩缝处的位移计(4013)以及安装在桥梁、桥身和桥墩表面的表面式应变计(4014)，且压差式变形测量传感器(4011)、固定测斜仪(4012)、位移计(4013)以及表面式应变计(4014)的输出端均与信号滤波器(402)的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，其特征在于：所述存储模块(407)采用型号为ZLKCFM100的数据存储器，数据存储器(504)采用型号为MT46V8M16TG-75的双倍数据速率RAM存储器。
4.根据权利要求1所述的一种用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，其特征在于：所述信号发射器(405)采用GPRS信号发射器，信号接收器(501)采用GPRS信号接收器，网络通信模块(507)采用4G网络通信模块。
5.根据1-4任何一项权利要求所述的一种用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，其特征在于：所述NI控制器(502)采用的型号为(NI-9074)，显示模块(505)采用数字显示器。
6.根据1-4任何一项权利要求所述的一种用于桥梁形变监测的人工智能预警系统，其特征在于：所述远程监控终端(60)采用可接入无线网络的智能手机。
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